繼電保護(hù)中易被忽視的安全問題

1、if you are more persistent than others, you will create miracles.整合匯編簡單易用（頁眉可刪）繼電保護(hù)中易被忽視的安全問題 1 線路中勵磁涌流問題 1.1 線路中勵磁涌流對繼電保護(hù)裝置的影響 勵磁涌流是由于變壓器空載投運(yùn)時，鐵芯中的磁通不能突變，出現(xiàn)非周期分量磁通，使變壓器鐵芯飽和，勵磁電流急劇增大而產(chǎn)生的。變壓器勵磁涌流最大值，可以達(dá)到變壓器額定電流的68倍，并且跟變壓器的容量大小有關(guān)，變壓器容量越小，勵磁涌流倍數(shù)越大。勵磁涌流存在很大的非周期分量，并以一定時間系數(shù)衰減，衰減的時間常數(shù)同樣與變壓器容量大小有關(guān)，容量越大，時間常數(shù)

2、越大，涌流存在時間越長。10 kv線路裝有大量的配電變壓器，在線路投入時，這些配電變壓器是掛在線路上，在合閘瞬間，各變壓器所產(chǎn)生的勵磁涌流在線路上相互迭加、來回反射，產(chǎn)生了一個復(fù)雜的電磁暫態(tài)過程，在系統(tǒng)阻抗較小時，會出現(xiàn)較大的涌流，時間常數(shù)也較大。二段式電流保護(hù)中的電流速斷保護(hù)，由于要兼顧靈敏度，動作電流值往往取得較小，特別在長線路或系統(tǒng)阻抗大時更明顯。勵磁涌流值可能會大于裝置整定值，使保護(hù)誤動。這種情況在線路變壓器個數(shù)少、容量小以及系統(tǒng)阻抗大時并不突出，因此容易被忽視，但當(dāng)線路變壓器個數(shù)及容量增大后，就可能出現(xiàn)。貴陽市北供電局就曾經(jīng)在變電所增容后出現(xiàn)10 kv線路由于涌流而無法正常投入的問題

3、。 1.2 防止涌流引起誤動的方法 勵磁涌流有一明顯的特征，就是它含有大量的二次諧波，在主變壓器主保護(hù)中就利用這個特性，來防止勵磁涌流引起保護(hù)誤動作，但如果用在10 kv線路保護(hù)，必須對保護(hù)裝置進(jìn)行改造，會大大增加裝置的復(fù)雜性，因此實(shí)用性很差。勵磁涌流的另一特征就是它的大小隨時間而衰減，一開始涌流很大，一段時間后涌流衰減為零，流過保護(hù)裝置的電流為線路負(fù)荷電流，利用涌流這個特點(diǎn)，在電流速斷保護(hù)加入一短時間延時，就可以防止勵磁涌流引起的誤動作，這種方法最大優(yōu)點(diǎn)是不用改造保護(hù)裝置(或只作簡單改造)，雖然會增加故障時間，但對于像10 kv這種對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響較小之處還是適用。為了保證可靠地躲過勵磁涌

4、流，保護(hù)裝置中加速回路同樣要加入延時。通過幾年的摸索，在10 kv線路電流速斷保護(hù)及加速回路中加入了0.150.2 s的時限，就近幾年運(yùn)行來看，運(yùn)行安全，并能很好的避免由于線路中勵磁涌流造成保護(hù)裝置誤動作。 2 ta飽和問題 2.1 ta飽和對保護(hù)的影響 10 kv線路出口處短路電流一般都較小，特別是農(nóng)網(wǎng)中的變電所，往往遠(yuǎn)離電源，系統(tǒng)阻抗較大。對于同一線路，出口處短路電流大小會隨著系統(tǒng)規(guī)模及運(yùn)行方式不同而不同。隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，10 kv系統(tǒng)短路電流會隨著變大，可以達(dá)到ta一次額定電流的幾百倍，系統(tǒng)中原有一些能正常運(yùn)行的變比小的ta就可能飽和；另一方面，短路故障是一個暫態(tài)過程，短路電流中

5、含大量非周期分量，又進(jìn)一步加速ta飽和。在10 kv線路短路時，由于ta飽和，感應(yīng)到二次側(cè)的電流會很小或接近于零，使保護(hù)裝置拒動，故障由母聯(lián)斷路器或主變壓器后備保護(hù)切除，不但延長了故障時間，會使故障范圍擴(kuò)大，影響供電可靠性，而且嚴(yán)重威脅運(yùn)行設(shè)備的安全。 2.2 避免ta飽和的方法 ta飽和，其實(shí)就是ta鐵芯中磁通飽和，而磁通密度與感應(yīng)電勢成正比，因此，如果ta二次負(fù)載阻抗大，在同樣電流情況下，二次回路感應(yīng)電勢就大，或在同樣的負(fù)載阻抗下，二次電流越大，感應(yīng)電勢就越大，這兩種情況都會使鐵芯中磁通密度大，磁通密度大到一定值時，ta就飽和。ta嚴(yán)重飽和時，一次電流全部變成勵磁電流，二次側(cè)感應(yīng)電流為零，

6、流過電流繼電器的電流為零，保護(hù)裝置就會拒動。避免ta飽和主要從兩個方面入手，一是在選擇ta時，變比不能選得太小，要考慮線路短路時ta飽和問題，一般10 kv線路保護(hù)ta變比最好大于300/5。另一方面要盡量減少ta二次負(fù)載阻抗，盡量避免保護(hù)和計量共用ta，縮短ta二次電纜長度及加大二次電纜截面；對于綜合自動化變電所，10 kv線路盡可能選用保護(hù)、測控合一的產(chǎn)品，并在控制屏上就地安裝，這樣能有效減小二次回路阻抗，防止ta飽和。 3 所用變壓器保護(hù) 3.1 所用變壓器保護(hù)存在的問題 所用變壓器是一比較特殊的設(shè)備，容量較小但可靠性要求非常高，而且安裝位置也很特殊，一般就接在10 kv母線上，其高壓側(cè)

7、短路電流等于系統(tǒng)短路電流，可達(dá)十幾千安，低壓側(cè)出口短路電流也較大。一直對所用變壓器保護(hù)的可靠性重視不足，這將對所用變壓器直至整個10 kv系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成很大的威脅。傳統(tǒng)的所用變壓器保護(hù)使用熔斷器保護(hù)，其安全可靠性還是比較高，但隨著系統(tǒng)短路容量的增大，以及綜合自動化的要求提高，這種方式已逐漸滿足不了要求?，F(xiàn)在新建或改造的變電所，特別是綜合自動化所，大多配置所用變壓器開關(guān)柜，保護(hù)配置也跟10 kv線路相似，而往往忽視了保護(hù)用的ta飽和問題。由于所用變壓器容量小，一次額定電流很小，保護(hù)計量共用ta，為確保計量的準(zhǔn)確性，設(shè)計時ta很小，有的地方甚至選擇10/5。這樣一來，當(dāng)所用變壓器故障時，ta將

8、嚴(yán)重飽和，感應(yīng)到二次回路電流幾乎為零，使所用變壓器保護(hù)裝置拒動。如果是高壓側(cè)故障，短路電流足以使母聯(lián)保護(hù)或主變壓器后備保護(hù)動作而斷開故障，如果是低壓側(cè)故障，短路電流可能達(dá)不到母聯(lián)保護(hù)或主變壓器后備保護(hù)的啟動值，使得故障無法及時切除，最終燒毀所用變壓器，嚴(yán)重影響變壓器的安全運(yùn)行。 3.2 解決辦法 解決所用變壓器保護(hù)拒動問題，應(yīng)從合理配置保護(hù)入手，其ta的選擇要考慮所用變壓器故障時飽和問題，同時，計量用的ta一定要跟保護(hù)用的ta分開，保護(hù)用的ta裝在高壓側(cè)，以保證對所用變壓器的保護(hù)，計量用ta裝在所用變壓器的低壓側(cè)，以提高計量精度。在定值整定方面，電流速斷保護(hù)可按所用變壓器低壓出口短路進(jìn)行整定，

9、過負(fù)荷保護(hù)按所用變壓器容量整定。 4 配電變壓器保護(hù) 4.1 10 kv配電變壓器保護(hù)存在的問題 10 kv配電變壓器的保護(hù)配置主要有斷路器、負(fù)荷開關(guān)或負(fù)荷開關(guān)加熔斷器等。負(fù)荷開關(guān)投資省，但不能開斷短路電流，很少采用；斷路器技術(shù)性能好，但設(shè)備投資較高，使用復(fù)雜，廣泛應(yīng)用不現(xiàn)實(shí)；負(fù)荷開關(guān)加熔斷器組合的保護(hù)配置方式，既可避免采用操作復(fù)雜、價格昂貴的斷路器，彌補(bǔ)負(fù)荷開關(guān)不能開斷短路電流的缺點(diǎn)，又可滿足實(shí)際運(yùn)行的需要，該配置可作為配電變壓器的保護(hù)方式。但對于容量比較大的配電變壓器，配備有瓦斯繼電器，需要斷路器可與瓦斯繼電器相配合，才能對變壓器進(jìn)行有效的保護(hù)，必要時還應(yīng)有零序保護(hù)，這些問題都是值得注意的

10、問題。 4.2 解決辦法 無論在10 kv環(huán)網(wǎng)供電單元，還是在終端用戶高壓配電單元中，采用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的保護(hù)配置，既可提供額定負(fù)荷電流，又可斷開短路電流，并具備開合空載變壓器的性能，能有效保護(hù)配電變壓器。為此，推薦采用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的配置，作為配電變壓器保護(hù)的保護(hù)方式。標(biāo)準(zhǔn)gb 14285繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程規(guī)定，選擇配電變壓器的保護(hù)設(shè)備時，當(dāng)容量等于或大于800 kva，應(yīng)選用帶繼電保護(hù)裝置的斷路器。對于這個規(guī)定，可以理解為基于以下兩方面的需要。 配電變壓器容量達(dá)到800 kva及以上時，過去大多使用油浸變壓器，并配備有瓦斯繼電

11、器，使用斷路器可與瓦斯繼電器相配合，從而對變壓器進(jìn)行有效地保護(hù)。 對于裝置容量大于800 kva的用戶，因種種原因引起單相接地故障導(dǎo)致零序保護(hù)動作，從而使斷路器跳閘，分隔故障，不至于引起變電所的饋線斷路器動作，影響其他用戶的正常供電。 標(biāo)準(zhǔn)還明確規(guī)定，即使單臺變壓器未達(dá)到此容量，但如果用戶的配電變壓器的總?cè)萘窟_(dá)到800 kva時，亦要符合此要求。 5 線路保護(hù) 5.1 10 kv配電線路保護(hù)中存在的問題 無論是城市內(nèi)配網(wǎng)線路，還是農(nóng)村配網(wǎng)線路，都以10 kv電壓等級為主，但是10 kv配電線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一致性差，如有的為用戶專線，只帶12個用戶，類似于輸電線路；有的呈放射狀，幾十臺變壓器t接于同一條線路的各個分支上；有的線路短到幾百米，有的線路長到幾十千米；有的線路由35 kv變電所出線，有的線路由110 kv變電所出線；有的線路上的配電變壓器容量很小，最大不過100 kva，有的線路上卻有幾千千伏安的變壓器。 5.2 解決辦法 10 kv配電線路的保護(hù)，一般采用電流速斷、過電流及三相一次重合閘構(gòu)成。特殊線路結(jié)構(gòu)或特殊負(fù)荷線路保護(hù)，不能滿足